电气设备的显示设备的制作方法
【专利摘要】一种电气设备的显示设备，其用于工业电力领域，包括：主机10和与所述主机10无线连接的显示装置100，所述显示装置100包括显示器40、显示器信号单元20和控制器50，其中所述控制器50连接到所述显示器40和所述显示器信号单元20，并且被配置为根据所述显示器信号单元20接收的信号向所述显示器40输出显示信号，所述显示器信号单元20被配置为与所述主机10无线连接以从所述主机10接收信号。通过本公开，使得显示装置和主机通过无线的方式相连接，其中包括对显示装置的无线供电和无线数据传输，因而可以使得显示装置在设备运行过程中任意插拔而不影响电气设备的运行，降低出现故障的可能性，提高电气设备运行的可靠性。
【专利说明】电气设备的显不设备
【技术领域】
[0001]本公开的实施例涉及一种电气设备的显示设备，更具体的，涉及一种用于工业电力领域的无线连接的显示设备。
[0002]
【背景技术】
[0003]对于在工业领域例如电气领域中使用的电气设备，例如仪器、仪表、操作面板或智能终端等，用户对机器的不间断、可持续运行有相当高的要求。具体来说，用于除了对电气设备本身的可靠性有很高的要求之外，在设备零部件进行维修更换时，还希望设备处于正常运行之中，无需关闭电源，更不需要拆开机器的外壳。例如，当设备的显示器出现故障时，最希望的处理方案是不关闭系统电源而直接取出故障显示器，再更换新的显示器。用户希望这些维修更换活动对设备的正常运行不造成任何影响。
[0004]目前最常见的具有显示器的电气设备一般有两种显示装置组装方式，第一种称为一体式组装，如图1所示，将显示装置和主机均安装在设备的外壳里。一体式组装最不利于设备维护，当显示装置需要维修更换时，需要关系系统电源，拆掉显示装置上的所有外接连线并打开设备的外壳才能进行更换，更换完成之后需要重启并初始化系统。这给系统的维护带来很大不便。第二种称为分体式组装，如图2a和图2b所示，将显示装置4与设备的主机I分开，并通过电气连接接口 3把两者接合在一起。分体式组装可以支持不断电热插拔，使系统在正常运行的情况下更换显示装置，但是显示器和主机之间的有线连接，使得热插拔容易引起信号干扰和有线连接接触不良等问题。当发生不正常连接时，容易引起短路而造成整个系统的故障，给现场带来不可预见的损失。
[0005]因此，针对这种现状，需要一种能够快速安全的实现显示器更换的用于电气设备的显示设备。
实用新型内容
[0006]本公开的实施例的目的之一在于提供一种用于工业电力领域的电气设备的显示设备。
[0007]根据本公开的一方面，提供一种电气设备的显不设备，其特征在于，包括:主机；和与所述主机无线连接的显示装置，所述显示装置包括显示器、显示器信号单元和控制器，其中所述控制器连接到所述显示器和所述显示器信号单元，并且被配置为根据所述显示器信号单元接收的信号向所述显示器输出显示信号，所述显示器信号单元被配置为与所述主机无线连接以从所述主机接收信号。
[0008]根据本公开的一个实施例，所述显示装置从所述主机以无线方式获取功率。
[0009]根据本公开的另一个实施例，所述显示装置还包括显示器供电单元和背光驱动电路，其中所述显示器供电单元被配置为从所述主机以无线方式获取功率，并连接到所述控制器和所述背光驱动电路，并且被配置为根据来自所述控制器的信号驱动所述背光驱动电路，以向所述显示器提供背光。
[0010]根据本公开的另一个实施例，所述显示器信号单元包括显示器天线和连接到所述显示器天线的收发电路，其中所述显示器天线被配置为与所述主机的主机天线无线通信并从所述主机天线接收数据，以及将所述数据发送至所述收发电路进行解析，所述控制器被配置为从所述收发电路接收经解析的数据，并将所述经解析的数据发送至所述显示器用以显不O
[0011]根据本公开的另一个实施例，所述显示器供电单元包括次级线圈和连接到所述次级线圈的整流电路，所述次级线圈被配置为靠近所述主机的初级线圈并通过电磁感应从所述初级线圈感应交流电流，所述整流电路被配置为将所述交流电流转换为直流电流，以用于驱动所述背光驱动电路。
[0012]根据本公开的另一个实施例，所述显示器包括显示器驱动电路和显示器面板，所述显示器驱动电路被配置为连接到所述控制器和所述显示器面板，并根据所述控制器的信号驱动所述显示器面板。
[0013]根据本公开的另一个实施例，所述设备还包括印刷电路板，所述印刷电路板包括设置其上的所述显示器信号单元、所述显示器供电单元、所述控制器、以及所述背光驱动电路。
[0014]根据本公开的另一个实施例，其中所述印刷电路板和所述显示器面板通过柔性印刷电路板连接。
[0015]根据本公开的另一个实施例，其中所述显示器面板和所述显示器驱动电路被设置在所述显示器的正面。
[0016]根据本公开的另一个实施例，其中所述印刷电路板被设置在所述显示器的背面。
[0017]根据本公开的另一个实施例，其中所述显示装置进一步包括按键或触摸屏。
[0018]根据本公开的另一个实施例，其中所述显示器为液晶显示器。
[0019]根据本公开的另一个实施例，其中所述控制器为微处理器。
[0020]根据本公开的另一个实施例，其中所述无线通信为近距离无线通信技术，例如为NFC, WiFi或ZiBee通信技术。
[0021]根据本公开的另一个实施例，所述设备为工业或电力领域中使用的仪器、仪表、操作面板或智能终端等。
[0022]根据本公开的一些实施例，显示装置和主机通过无线的方式相连接，其中包括对显示装置的无线供电和无线数据传输，因而可以使得显示装置在电气设备运行过程中任意插拔而不影响电气设备的运行，在显示设备在需要更换显示装置时可以方便地进行更换，消除了需要断电和对电气接口重新接线进而容易造成电气接口接触不良或线路短路等故障的困扰，使得用户在保持系统正常运行的情况下快速完成显示装置的维护或更新，降低出现故障的可能性，提高设备运行的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]现将仅通过示例的方式，参考附图对本公开的实施例进行描述，其中:
[0024]图1示出了现有技术中包括主机和显示装置一体式组装的电气设备的外观示意图；
[0025]图2a、2b分别示出了现有技术中包括主机和显示装置分体式组装的电气设备的正面和反面外观示意图；
[0026]图3示例性地示出了根据本公开的一个实施例的显示设备的显示装置的原理框图；
[0027]图4示例性地示出了根据本公开的一个实施例的显示设备的显示装置的无线供电的原理图；
[0028]图5a、5b分别示例性地示出了根据本公开的一个实施例的显示设备的显示装置的正面和反面结构示意图；
[0029]图6a、6b分别示例性地示出了根据本公开的一个实施例的显示设备正面和反面装配示意图；
[0030]图7a、7b分别示例性地示出了根据本公开的一个实施例的显示设备仅有主机和具有主机及显示装置的外观示意图；以及
[0031]图8a、8b分别示例性地示出了根据本公开的一个实施例的显示设备的主机和显示装置的工作流程图。
【具体实施方式】
[0032]现将结合附图对本公开的实施例进行具体的描述。应当注意的是，附图中对相似的部件或者功能组件可能使用同样的附图标记来标示。所附附图仅旨在说明本公开的实施例。本领域的技术人员可以在不偏离本公开精神和保护范围的基础上从下述描述得到可替换技术方案。
[0033]本公开的实施例主要涉及在工业或电力领域使用的电气设备的显示设备，例如电气仪器、仪表、操作面板或智能终端等电气设备的显示设备。
[0034]图3示例性地示出了根据本公开的一个实施例的电气设备的显示设备的原理框图。其中，如图所示，根据本公开的一个实施例的一种电气设备的显示设备，包括:主机10和与所述主机10无线连接的显示装置100。其中，所述显示装置100包括显示器40、显示器信号单元20和控制器50，其中所述控制器50连接到所述显示器40和所述显示器信号单元20，并且被配置为根据所述显示器信号单元20接收的信号向所述显示器40输出显示信号，所述显示器信号单元20被配置为与所述主机10无线连接以从所述主机10接收信号。例如，显示装置100可以是液晶显示装置，控制器50可以是微处理器。
[0035]可选地，所述显示装置100被配置为从所述主机10以无线方式获取功率。所述主机10包括主机天线11和初级线圈12。所述显示装置100还包括显示器供电单元30和背光驱动电路44，其中所述显示器供电单元30被配置为从所述主机10以无线方式获取功率，并连接到所述控制器50和所述背光驱动电路44，并且被配置为根据来自所述控制器50的信号驱动所述背光驱动电路44，以向所述显示器40提供背光。
[0036]所述显示器信号单元20包括显示器天线21和连接到所述显示器天线21的收发电路22，其中所述显示器天线21被配置为与所述主机10的主机天线11无线通信并从所述主机天线11接收数据，以及将所述数据发送至所述收发电路22进行解析，所述控制器50被配置为从所述收发电路22接收经解析的数据，并将所述经解析的数据发送至所述显示器40用以显不。
[0037]具体来说，显示器天线21与主机天线11相互靠近从而实现主机的无线数据通信。主机10通过其内置的无线通信模块发送数据，显示器天线21接收到从主机10发送来的数据，由收发电路22对接收到的数据进行解析，并将解析后的数据传输给控制器50，控制器50将数据转换成适于显示在显示器上的显示器格式的数据发送给显示器驱动电路41，由显示器驱动电路41驱动显示器面板42将数据显示出来，同时控制器50控制背光驱动电路44从而开启背光43。这样就实现了数据的无线传输和显示。
[0038]所述显示器供电单元30包括次级线圈32和连接到所述次级线圈32的整流电路31，所述次级线圈32被配置为靠近所述主机10的初级线圈12并通过电磁感应从所述初级线圈12感应交流电流，所述整流电路31被配置为将所述交流电流转换为直流电流，以用于驱动所述背光驱动电路44。
[0039]另外，具体地，显示器供电单元30为显示装置100的电源输入模块，所包括的次级线圈32例如可以是分体式变压器的次级线圈，而该分体式变压器的初级线圈为设置在主机10上的初级线圈12。图4为用于为显示设备通过电磁感应实现无线供电的原理图。当显示装置100的变压器次级线圈32靠近主机10的变压器初级线圈12时，例如距离为2mm左右时，在变压器次级线圈32中感应出感应电流，仅作为示例，所述初级线圈12和次级线圈32的匝数比可以例如为1:1.2，初级线圈12和次级线圈32的匝数比也可以是其他适合的比例。所述感应电流通过整流电路31产生直流电流，给整个显示装置100供电，由此实现了电源的无线近距离传输。仅作为示例，图4中的整流电路31包括二极管Dl和电容C11，然而，整流电路31也可以是本领域所熟知的其他任何形式的整流电路。
[0040]所述显示器40包括显示器驱动电路41和显示器面板42，所述显示器驱动电路41被配置为连接到所述控制器50和所述显示器面板42，并根据所述控制器50的信号驱动所述显示器面板42。
[0041]特别地，由显示器供电单元30为背光驱动电路44提供电源以用于驱动背光43。可替换地，显示装置100也可以被配置为不需要背光43，此时显示装置100所需要的功率相很小，从而可以省略显示器供电单元30，仅通过显示器天线21通过主机天线11获得供电。
[0042]可替换地，可以根据实际应用的具体要求来采用相应的无线通信技术，如显示装置100与主机10只有20mm左右距离，为了降低功耗，可采用NFC近场通信技术，如果显示装置100与主机10的距离大于50mm，可选地，显示装置100还需要与其他设备进行通信时，则可以使用WiFi或ZiBee通信技术。本领域技术人员可以根据实际应用的具体要求来进行选择，均不超出本公开保护的内容。
[0043]可选地，根据实际应用的具体要求，根据本公开的实施例的显示装置100还可以整合按键、触摸屏、接近感应传感器等其他器件组成无线连接的接口，这些都属于本公开保护的内容。
[0044]为了进一步方便理解，图5a、5b分别示例性地示出了显示设备的显示装置100的正面和反面的结构示意图。如图5a,示例性地示出了显示装置100的正面,包括显示器面板42和设置在显示器面板42的一侧上的显示器驱动电路41。如图5b，示例性地示出了显示装置100的反面，包括PCB板60，所述PCB板60上集成了显示器供电单元30的次级线圈32和整流电路31、显示器信号单元20的显示器天线21和收发电路22、控制器50和背光驱动电路44等电子电路，在PCB板60和显示器面板42之间通过柔性印刷电路板FPC62实现线路连接，如图5a所示。由此，整个显示装置100没有连接器与外部进行任何有线连接，而是通过无线连接的方式实现了电源的传输和数据的通信。如图5a，5b所示，所述显示器面板42和所述显示器驱动电路41被设置在所述显示器40的正面，所述印刷电路板60被设置在所述显示器40的背面。
[0045]图6a、6b分别示例性地示出了根据本公开的一个实施例的显示设备的显示装置的正面和反面装配示意图。从图6a和6b中可以清楚的看出，初级线圈12和次级线圈32被设置地相互靠近彼此，从而可以通过电磁感应来实现功率的传输。主机10还包括设置在所述电气设备的反面，并与显示器40背靠背的主机PCB板16。从图6b中可以清楚的看出，显示器天线21和主机天线11彼此相对的设计，便于实现无线信号的传输。
[0046]图7a、7b分别示例性地示出了根据本公开的一个实施例的显示设备仅有主机和具有主机及显示装置的外观示意图。如图7a所示，整个主机10的所有电气元件被塑料外框封闭起来，因此具有几号的绝缘和防尘防水的IP防护等级，与主机10分离的显示装置100可以方便地嵌入到主机10，如图7b所示。在主机10上与显示装置100的次级线圈32相对应的位置处设置有初级线圈12，这样显示装置100就获得来自主机10的供电，通过显示器系统初始化之后就启动无线通信功能，与主机10进行通信，接收需要显示的数据并对所接收到的数据进行解析并转换格式，最终将数据在显示器40上显示出来。当需要更换显示装置或更新显示器配置时，只需要直接从主机上取下显示装置100即可，这时主机10仍然正常工作，因而不影响主机的运行，也避免了因为电气接口的热插拔可能造成的接触不良或短路，使得电气设备具有更高的可靠性。
[0047]图8a、8b分别示例性地示出了根据本公开的一个实施例的显示设备的主机和显示装置的工作流程图。对于主机来说，主机开机之后，进行系统初始化，在系统初始化完毕进行正常运行之后，判断是否有显示装置的通信请求，如果接收到通信请求，则发送显示数据，通过接收并响应显示装置的反馈信息；如果没有接收到通信请求，则继续正常运行以等待显示装置的通信请求。对于显示装置来说，在显示装置获得电源之后，进行系统初始化，在初始化完毕之后向主机发送通信请求，判断是否接收到来自主机的响应信号，如果接收到响应信号，则开始接收显示数据，并向显示器发送主机数据用以显示，同时向主机发送反馈数据；如果没有接收到来自主机的响应信号，则继续正常运行以等待来自主机的响应信号。
[0048]在实际应用中，可根据具体要求增加或减少工作流程，这些都是本领域技术人员在阅读了本公开之后容易想到的改动或变化形式，均在本公开的保护范围之内。
[0049]通过本公开的各实施例示出的工业电力行业中的电气设备，使得显示装置和系统主机实现分体式无线连接，并采用近距离无线通信技术实现显示装置和系统主机的数据传输，使用分体式变压器的电磁感应技术实现显示装置和系统主机的无线功率传输，并且，该无线连接的显示装置可以集成按键、触摸屏、接近感应传感器等其他输入器件组成具有无线连接的输入和输出功能的接口设备。
[0050]通过以上描述和相关附图中所给出的教导，这里所给出的本公开的许多修改形式和其它实施方式将被本公开相关领域的技术人员所意识到。因此，所要理解的是，本公开的实施方式并不局限于所公开的【具体实施方式】，并且修改形式和其它实施方式意在包括在本公开的范围之内。此外，虽然以上描述和相关附图在部件和/或功能的某些示例组合形式的背景下对示例实施方式进行了描述，但是应当意识到的是，可以由备选实施方式提供部件和/或功能的不同组合形式而并不背离本公开的范围。就这点而言，例如，与以上明确描述的有所不同的部件和/或功能的其它组合形式也被预期处于本公开的范围之内。虽然这里采用了具体术语，但是它们仅以一般且描述性的含义所使用而并非意在进行限制。
【权利要求】
1.一种电气设备的显不设备,其特征在于,包括: 主机(10);和 与所述主机(10)无线连接的显示装置(100)，所述显示装置(100)包括显示器(40)、显示器信号单元(20)和控制器(50)，其中所述控制器(50)连接到所述显示器(40)和所述显示器信号单元(20)，并且被配置为根据所述显示器信号单元(20)接收的信号向所述显不器(40)输出显不信号， 所述显示器信号单元(20)被配置为与所述主机(10)无线连接以从所述主机(10)接收信号。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述显示装置(100)从所述主机(10)以无线方式获取功率。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述显示装置(100)还包括显示器供电单元(30)和背光驱动电路(44)，其中所述显示器供电单元(30)被配置为从所述主机(10)以无线方式获取功率，并连接到所述控制器(50)和所述背光驱动电路(44)，并且被配置为根据来自所述控制器(50)的信号驱动所述背光驱动电路(44)，以向所述显示器(40)提供背光。
4.根据权利要求3所述的设备，其中 所述显示器信号单元(20)包括显示器天线(21)和连接到所述显示器天线(21)的收发电路(22)，其中所述显示器天线(21)被配置为与所述主机(10)的主机天线(11)无线通信并从所述主机天线(11)接收数据，以及将所述数据发送至所述收发电路(22)进行解析，所述控制器(50)被配置为从所述收发电路(22)接收经解析的数据，并将所述经解析的数据发送至所述显示器(40)用以显示。
5.根据权利要求4所述的设备，其中 所述显示器供电单元(30)包括次级线圈(32)和连接到所述次级线圈(32)的整流电路(31)，所述次级线圈(32)被配置为靠近所述主机(10)的初级线圈(12)并通过电磁感应从所述初级线圈(12)感应交流电流，所述整流电路(31)被配置为将所述交流电流转换为直流电流，以用于驱动所述背光驱动电路(44)。
6.根据权利要求5所述的设备，其中 所述显示器(40)包括显示器驱动电路(41)和显示器面板(42)，所述显示器驱动电路(41)被配置为连接到所述控制器(50)和所述显示器面板(42)，并根据所述控制器(50)的信号驱动所述显示器面板(42)。
7.根据权利要求6所述的设备，还包括: 印刷电路板(60)，所述印刷电路板(60)包括设置其上的所述显示器信号单元(20)、所述显示器供电单元(30)、所述控制器(50)、以及所述背光驱动电路(44)。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述印刷电路板￠0)和所述显示器面板(42)通过柔性印刷电路板￠2)连接。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述显示器面板(42)和所述显示器驱动电路(41)被设置在所述显示器(40)的正面。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述印刷电路板￠0)被设置在所述显示器(40)的背面。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述显示装置(100)进一步包括按键或触摸屏。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述显示器(40)为液晶显示器。
13.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器(50)为微处理器。
14.根据权利要求4所述的设备，其中所述无线通信为近距离无线通信技术。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述无线通信为NFC、WiFi或ZiBee通信技术。
16.根据权利要求1所述的设备，所述设备为工业或电力领域中使用的仪器、仪表、操作面板或智能终端。
【文档编号】H04B5/00GK204117570SQ201420320956
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】费维和, 李婵娟, 毕宝云 申请人:施耐德电气工业公司